まっくす（@minux302）主催のGW躍進会での報告スライド https://book.rvemu.app/ を参考にRISC-Vのシミュレータをrustで実装

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上野(@picakun)
2020GW躍進会
報告会

2. 自己紹介
● なまえ: 上野(@picakun)
○ 写真はNYで無一文になった時に撮ったものです
● 所属: 東大情報理工 システム情報学D2
○ 中村・近藤研究室（コンピュータアーキテクチャが専門）
○ まっくすの学科・研究室の後輩（2017年度まで）兼同期（2018年度から）
● 普段やってる研究
○ 超電導回路を用いた量子コンピュータのエラー訂正についての研究
○ 量子コンピュータ（冷えてないと動かない，エラー多い）のアシストに超電導回
路（冷えてないと動かない，高速，低消費電力）を使おうという話です
○ 量子コンピュータ本当に何もわからん

3. 何つくるの?
● RISC-Vのシミュレータを作りたい
○ 開発というより勉強に近いかも
○ ついでにRust勉強したい
● （将来的に）RISC-Vの量子計算拡張とかも考えてみたい
● 参考文献
○ https://kyamaz.github.io/blog.kyamaz/2019/08/21/20190821-01-opcodes/
○ https://msyksphinz.hatenablog.com/entry/2019/02/24/040000
○ https://book.rvemu.app/

4. 結局どこまでできた?
● RV32Iの主要な命令の実行
○ 複数スレッド向けの命令等は省略
○ フィボナッチ数を計算するCコードが動いた
● 特権命令の実装途中
○ モードを追加
○ 状態制御レジスタ（CSR）を追加
○ 例外をいくつか実装
○ インクリメンタルな実装が難しい…
● https://github.com/yuteno/rust-RISC-V

5. デモ: フィボナッチ数列の計算
● CコードをRISC-Vバイナリにコンパイルし，シミュレータで実行
● x10およびx15に0x262（=十進数で610=fib(15)）が格納されている
● x2はベースアドレス
● （x0は常に0のはずなのでなにかミスってそう…）
フィボナッチ数列を計算するCコード 実行後の各レジスタの値

6. 感想
● Rust意外と書きやすい?
○ mutable / immutableが明示的に決められるの結構嬉しい
○ プロジェクトのディレクトリ構成とかが初見だと難しかった
○ 「Rustっぽい」書き方が出来ている気はしない
● RISC-V，命令フォーマットがカチッとしててよい
● 自作の難しさはシミュレータ < コンパイラ?
○ （今回作った範囲では）オペコードに対して1対1対応の処理を実装すればよかった
○ 以前x86向けCコンパイラの自作をしたときより基本は楽だった
■ 低レイヤを知りたい人のためのCコンパイラ作成入門
https://www.sigbus.info/compilerbook
■ x86（というかCISC）がクソ説はある
● 3日間意外と集中できた
○ (もっと参加者同士でコミュニケーション取ればよかったかも…)